Гемолимфа - Hemolymph

У кузнечика открытая система кровообращения , где гемолимфа движется через соединенные между собой пазухи или гемоцели, пространства, окружающие органы.
Выше представлена ​​схема открытой системы кровообращения. Открытая система кровообращения состоит из сердца, сосудов и гемолимфы. На этой диаграмме показано, как гемолимфа, жидкость, присутствующая у большинства беспозвоночных и эквивалентная крови, циркулирует по всему телу кузнечика. Гемолимфа сначала прокачивается через сердце в аорту, распространяется по голове и по всей гемоцеле, а затем обратно через устья, расположенные в сердце, где процесс повторяется.

Гемолимфы или гемолимфы , представляет собой жидкость, аналогичную крови в позвоночных , который циркулирует в интерьере членистоногих (беспозвоночных) тела, оставаясь в непосредственном контакте с тканями животного. Он состоит из жидкой плазмы, в которой взвешены гемолимфические клетки, называемые гемоцитами . Помимо гемоцитов, плазма также содержит множество химических веществ. Это основной тип ткани открытой системы кровообращения, характерный для членистоногих (например, паукообразных , ракообразных и насекомых ). Кроме того, некоторые нечленистоногие, такие как моллюски, обладают гемолимфатической системой кровообращения.

Кислородотранспортные системы долгое время считались ненужными у насекомых, но наследственный и функциональный гемоцианин был обнаружен в гемолимфе. «Кровь» насекомых обычно не несет гемоглобина , хотя вместо этого гемоглобин может присутствовать в трахейной системе и играть некоторую роль в дыхании.

Способ транспортировки

У кузнечика закрытая часть системы состоит из трубчатых сердец и аорты, проходящей вдоль спинной стороны насекомого. Сердца перекачивают гемолимфу в пазухи гемоцела, где происходит обмен веществ. Объем гемолимфы, необходимый для такой системы, сводится к минимуму за счет уменьшения размера полости тела. Гемоцель разделен на камеры, называемые синусами.

Скоординированные движения мышц тела постепенно возвращают гемолимфу в спинной синус, окружающий сердца. Между сокращениями крошечные клапаны в стенке сердца открываются и позволяют гемолимфе проникнуть внутрь. Гемолимфа заполняет всю внутреннюю часть ( гемоцель ) тела животного и окружает все клетки. Он содержит гемоцианин , белок на основе меди, который становится синим при насыщении кислородом, вместо гемоглобина на основе железа в красных кровяных тельцах позвоночных, что придает гемолимфе сине-зеленый цвет, а не красный цвет крови позвоночных. В отсутствие оксигенации гемолимфа быстро теряет цвет и становится серой.

Гемолимфа низших членистоногих, включая большинство насекомых , не используется для переноса кислорода, потому что эти животные дышат другими способами, такими как трахеи, но она действительно содержит питательные вещества, такие как белки и сахара. Мышечные движения животного во время передвижения могут способствовать перемещению гемолимфы, но перенаправление потока из одной области в другую ограничено. Когда сердце расслабляется, гемолимфа возвращается к сердцу через открытые поры, называемые устьями. Обратите внимание, что термин « остия » не относится к циркуляции насекомых; буквально означает «двери» или «проемы», и его следует понимать в контексте.

Избиратели

Гемолимфа может содержать зародышеобразователи, которые обеспечивают дополнительную защиту клеток от замерзания. Такие зародышеобразователи обнаружены в гемолимфе насекомых нескольких отрядов: жесткокрылых (жуки), двукрылых (мухи) и перепончатокрылых .

Неорганический

Гемолимфа состоит из воды , неорганических солей (в основном натрия , хлора , калия , магния и кальция ) и органических соединений (в основном углеводов , белков и липидов ). Молекула первичного переносчика кислорода - гемоцианин .

Аминокислоты

Гемолимфа членистоногих содержит большое количество свободных аминокислот. Присутствует большинство аминокислот, но их относительные концентрации варьируются от вида к виду. Концентрация аминокислот также варьируется в зависимости от стадии развития членистоногих. Примером этого является шелкопряд и его потребность в глицине для производства шелка.

Белки

Количество белков, присутствующих в гемолимфе, меняется в процессе развития. Эти белки классифицируются по их функциям: белки цветности, ингибиторы протеаз, хранение, транспорт липидов, ферменты, вителлогенины и те, которые участвуют в иммунных ответах членистоногих. Некоторые гемолимфические белки включают в свою структуру углеводы и липиды.

Другие органические компоненты

Конечные продукты метаболизма азота присутствуют в гемолимфе в низких концентрациях. К ним относятся аммиак , аллантоин , мочевая кислота и мочевина . Присутствуют гормоны членистоногих , в первую очередь ювенильный гормон. Трегалоза может присутствовать, иногда в больших количествах, вместе с глюкозой . Этот уровень сахара поддерживается за счет гормонов. Могут присутствовать и другие углеводы . К ним относятся инозит , сахарный спирт , гексозамины, маннит , глицерин и те компоненты, которые являются предшественниками хитина .

Свободные липиды присутствуют и используются в качестве топлива для полета.

Гемоциты

Внутри гемолимфы есть свободно плавающие клетки, гемоциты . Они играют роль в иммунной системе членистоногих . Иммунная система находится в гемолимфе.

Сравнения с позвоночными

Эта открытая система может показаться неэффективной по сравнению с закрытыми системами кровообращения позвоночных , но к этим двум системам предъявляются очень разные требования. У позвоночных кровеносная система отвечает за транспортировку кислорода ко всем тканям и удаление из них углекислого газа. Именно это требование устанавливает требуемый уровень производительности системы. Эффективность системы позвоночных намного выше, чем это необходимо для транспортировки питательных веществ, гормонов и так далее, тогда как у насекомых обмен кислорода и углекислого газа происходит в трахеальной системе . Гемолимфа не участвует в этом процессе у большинства насекомых. Лишь у некоторых насекомых, живущих в среде с низким содержанием кислорода, есть гемоглобиноподобные молекулы, которые связывают кислород и транспортируют его к тканям. Следовательно, требования, предъявляемые к системе, намного ниже. Однако некоторые членистоногие и большинство моллюсков обладают гемоцианином , содержащим медь , для транспорта кислорода.

Специалист использует

У некоторых видов гемолимфа используется не только в качестве аналога крови. Когда насекомое или паукообразное растет, гемолимфа работает как гидравлическая система, позволяя насекомому или паукообразному расширять сегменты до того, как они склеротизируются . Его также можно использовать с помощью гидравлики в качестве вспомогательного средства передвижения, например, при передвижении паукообразных . Некоторые виды насекомых или паукообразных способны кровоточить при нападении хищников. Королев муравьев рода Leptanilla питается гемолимфой, продуцируемой личинками . С другой стороны, Pemphigus spyrothecae использует гемолимфу в качестве адгезива, позволяя виду прилипать к хищникам и впоследствии атаковать хищника; было обнаружено, что с более крупными хищниками больше тлей застревает после того, как хищник был побежден.

Смотрите также

использованная литература

Источники

внешние ссылки